明确教学目标,准确把握新大纲的教学内容和教学要求--高中化学教学大纲学习体会(实验修订本)_离子反应论文

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全日制普通高中是与九年义务教育初中相衔接的较高层次的基础教育。全日制普通高中的化学教学,应该贯彻全面发展的方针,着眼于提高全体学生的素质,为国家培养合格的公民;应该以社会、学科和学生自身发展所广泛需要的化学基础知识和基本技能教育学生,使他们具有一定的化学科学思想和方法,发展他们的能力和个性特长,培养他们的创新精神和实践能力,为他们今后参加社会主义现代化建设和培养他们的终身学习能力奠定基础。

从上述高中化学的任务和培养目标出发,《全日制普通高级中学化学教学大纲(试验修订版)》(以下简称新大纲)从知识和技能、能力和方法、情感和态度等方面确定了高中化学的教学目的,并进而确定了相应的教学内容和教学要求。新大纲要求根据高中化学的教学目的、学生学习能力的差异,以及学生兴趣、特长的不同和毕业后的不同去向来分类进行教学。

新大纲中,高中化学课程由必修课和选修课组成。必修课是为全体学生开设的,其设置的目的主要是在义务教育初中化学的基础上,使学生进一步学习一些化学基础知识和基本技能,了解化学与社会、生活、生产、科学技术等的密切联系以及重要应用;使他们能较自觉地关心环境、能源、材料、卫生、健康等与现代社会有关的化学问题;培养和发展他们的能力以及创新精神,训练他们的科学方法,使他们能运用所学知识解释和解决一些简单的化学问题;并结合化学学科的特点,对他们进行辩证唯物主义和爱国主义教育,培养他们的社会责任感以及勤奋、坚毅、合作等优良品德。选修课是在必修课的基础上,为侧重理科类学习的学生而开设的课程。选修课除了在必修课的基础上,适当拓宽和加深有关的知识和能力外,还更多地侧重于培养学生综合应用化学和其他学科知识分析问题和解决问题的能力,以及训练他们的科学方法。

作为综合实践活动之一的研究性学习,《全日制普通高级中学课程计划(试验修订稿)》中将其规定为必修课。与之相对应,新大纲中列入了14个研究性课题。这些研究性课题主要是以学生的自主性、探索性学习为基础,从学生生活和社会生活中选择和确定的。要求学生以个人或小组合作的方式进行研究性学习,通过调查研究等亲自实践以获取感性知识和直接经验,开阔他们的眼界,培养他们的科学精神和科学态度,使他们掌握基本的科学方法,提高综合应用所学知识解决实际问题的能力。这些研究性课题供学生选择使用,也可以根据本地区和学校的具体情况,由教师或由学生自己提出课题并进行研究。

侧重文科类学习或就业预备教育的学生只需学习必修课(化学Ⅰ)。必修课一般在高一、高二两个年级开设,每周2课时,共140课时。侧重理科类学习的学生需要学习必修课加选修课(化学Ⅱ)。必修课加选修课在高一、高二和高三三个年级开设,一般高一每周2课时, 高二每周3.5课时,高三每周3课时,共271课时。 必修课的教学内容和教学要求是高中化学会考的依据,必修课加选修课的教学内容和教学要求是侧重理科类学习的学生高考的依据。

尽管必修课和选修课设置的目的不同,但新大纲中注意充分发挥这些必修课和选修课各自不同的特点,以及相互配合、补充的整体化效应,合理地确定相应的教学内容和教学要求。

同《九年义务教育全日制初级中学化学教学大纲(试用)》的体例一致,高中化学新大纲的教学内容以化学基本概念和原理、元素化合物知识、化学基本计算、化学实验四部分列出,并以相关内容组合成块状结构的方式编排。所不同的是,高中化学新大纲中,不仅将与教学内容相对应的教学要求并列编排,而且还并列编排有相应的演示实验、观看录像、制作模型等实验和课内外活动建议。现对新大纲中有关化学Ⅰ和化学Ⅱ的教学内容和教学要求作些初步分析。

一、化学基本概念和原理的教学内容和教学要求

新大纲中对化学基本概念和原理教学内容和教学要求的确定,既注意未来社会对人才培养和学生自身发展的需要,也注意比较全面、准确地反映化学学科的基本结构及其发展。化学基本概念和原理主要由12块块状结构的教学内容组成,它们是:原子结构、元素周期律和元素周期表、化学键、晶体的类型与性质的关系、物质的量、化学反应与能量、化学反应速率和化学平衡、电解质溶液、胶体及其应用、氧化还原反应、原电池原理及其应用、电解原理及其应用等。这些内容间的联系如右图所示。

由上述内容间的联系示意图可以看出,高中化学的基本概念和原理是以物质结构以及化学反应与能量作为重点展开的。这两部分内容在高中化学中占有十分重要的地位,并在很大程度上起着贯穿高中化学教学内容的作用。

从知识的深广度来讲,除元素周期律和元素周期表、物质的量、原电池原理及其应用等教学内容和教学要求化学Ⅰ和化学Ⅱ基本相同外,化学Ⅱ还要求介绍晶体的类型与性质的关系、胶体及其应用、电解原理及其应用三部分知识。 对晶体的类型与性质的关系, 化学Ⅱ侧重于以NaCl、金刚石、SiO[,2]、干冰等为例,简介离子晶体、原子晶体、 分子晶体、金属晶体的模型,如组成晶体的结构粒子及粒子间的相互作用等,并要求简介各种晶体性质的一般特点,以及晶体类型与物质熔点、硬度、溶解性、导电性等的关系,使学生能在理解晶体类型与性质的关系的基础上,从分子结构的角度对物质的一些性质作出合理的解释。对胶体及其应用,侧重于介绍丁达尔效应、布朗运动和电泳现象等胶体的重要性质,以及胶体在日常生活、工农业生产中的广泛应用,使学生在义务教育初中化学的基础上,进一步了解根据分散质粒子的大小可将分散系分为溶液、浊液和胶体等,并了解分散质粒子的大小对分散系的性质有很大的影响等。对电解原理及其应用,侧重于以电解CuCl[,2]溶液为例,简介电解原理。电解原理的应用则侧重于介绍氯碱工业、铜的电解精炼和镀铜等。氯碱工业是高中化学中要求重点介绍的为数不多的工业生产之一,除要求学生了解氯碱工业的反应原理外,还要求学生对以氯碱工业为基础的化工生产有初浅的认识,并进而能对利用电解原理的化工生产有一个大致的学习思路和思考问题的方法,以利于学生今后的知识迁移,如独立获取电冶铝等有关知识。

除上面谈到的这些内容外,化学Ⅰ和化学Ⅱ还在以下这些教学内容和教学要求上存在较大差异。

1.核外电子排布。化学Ⅰ只要求学生画出1~18 号元素的原子结构示意图,即只要求了解1~3周期元素的核外电子排布。而化学Ⅱ则要求学生画出1~20号元素的原子结构示意图, 从而将对核外电子排布知识的了解延至第四周期的前两种元素,在一定意义上又延至第四周期的主族元素。

2.极性键与非极性键:化学Ⅰ只要求了解,而化学Ⅱ则要求理解,即除了要求学生领会极性键与非极性键的含义外,还要求学生能应用极性键与非极性键的知识解释和说明一些简单的化学问题。

3.分子间作用力:化学Ⅰ只要求对该知识有大致印象;而化学Ⅱ则要求了解,即不仅要求知道有关分子间作用力的知识要点,而且还要求能根据提供的材料识别是否属于分子间作用力,以及了解分子间作用力对物质一些性质的影响。此外,化学Ⅱ还要求对H[,2]O、NH[,3]、HF中的氢键以及氢键对一些物质性质的影响有大致印象。

4.化学反应与能量:化学Ⅰ只要求了解化学反应中的能量变化、吸热反应和放热反应,并对燃料的充分燃烧有大致印象;而化学Ⅱ除要求介绍上述内容外,还要求学生理解燃烧热和中和热,掌握热化学方程式的书写方法以及应用。同时,还要求从资源蕴藏、开采和运输的成本、资源综合利用、环境保护等方面对使用化石燃料的利弊以及新能源的开发等进行研讨,并通过研讨,培养学生综合分析问题的能力,以及训练他们的科学方法。

5.化学反应速率和化学平衡:化学Ⅰ与化学Ⅱ的主要区别在于化学Ⅱ更注重对该部分知识的综合应用,即不仅要求了解化学反应速率和理解化学平衡,还要求理解浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响,以及浓度、压强、温度对化学平衡的影响,并能具体运用这些知识分析有关合成氨条件的选择,以及进一步指导电解质溶液有关知识的学习,使电离平衡、水的离子积与pH、盐类的水解等知识的学习,以及分析问题、解决实际问题的能力和创新精神的培养上,化学Ⅱ能比化学Ⅰ更上一个台阶。此外,化学Ⅱ还要求对化学平衡常数和电离平衡常数有大致印象。当然这只能是对平衡常数的定性介绍,不要求有关的计算。

6.电解质溶液:同化学反应速率和化学平衡知识相类似,对电解质溶液知识的教学内容和教学要求,化学Ⅰ与化学Ⅱ的主要区别也在于对电离平衡知识的综合应用上,即在对电离平衡、盐类的水解、酸碱中和滴定、离子反应的教学要求上,化学Ⅱ都由化学Ⅰ的“B”提高到“C”,即都从“知道是什么”提高到“懂得为什么”。同时,还应懂得离子反应的本质,以及由离子反应的本质进一步探讨离子反应发生的条件。对离子反应方程式则要求掌握其含义和书写方法,并能应用离子反应方程式正确表示离子反应。

如果以这部分知识在相应教科书习题中的难度和综合性来考虑的话,化学Ⅱ将明显地高于化学Ⅰ。这样的教学要求对于侧重理科类学习的学生来讲,应该是适宜的。因为这些学生理应在化学思维方法,以及利用化学观点分析问题和解决问题的能力等科学素养的培养方面高于侧重文科类学习的学生。如果从知识结构的角度来考虑,对于化学Ⅱ,有了电离平衡常数的知识,就可以进一步介绍水的离子积和pH,使学生在初中化学的基础上,对溶液的酸碱性有一个较为本质的了解。同时,学生在理解了离子反应,以及掌握了离子反应方程式以后,就可进一步理解离子反应的本质,并由离子反应的本质进一步探讨离子反应发生的条件。这样,通过对一些物质的性质和反应本质的理解,可以激发学生学习化学的兴趣,开阔他们的视野,训练他们的科学方法和培养能力,最终达到提高学生素质的目的。

7.氧化还原反应:化学Ⅰ与化学Ⅱ的主要区别在于化学Ⅰ只要求从化合价升降和电子得失的角度来理解氧化还原反应,并了解氧化剂和还原剂,但对于氧化还原方程式的配平等没有作教学要求,这在很大程度上降低了化学Ⅰ在氧化还原反应知识上的教学难度。而化学Ⅱ,除上述这些有关内容外,还要求掌握氧化还原方程式的配平,以及重要的氧化剂(如O[,2]、Cl[,2]、浓硫酸、HNO[,3]、FeCl[,3]等)和重要的还原剂(如Al、H[,2]、CO等), 以对氧化还原反应的知识进行归纳和整理,并形成知识网络。

8.由于作为工具性知识的氧化还原反应,化学Ⅰ与化学Ⅱ的教学内容和教学要求有较大区别,因此在一定程度上使以氧化还原反应为基础的有关知识,如原电池原理及其应用、电解原理及其应用等的教学内容和教学要求,化学Ⅰ和化学Ⅱ也有较大区别。例如,化学Ⅰ只要求了解原电池原理,对有一定难度的金属的电化学腐蚀与防护只作为选学,对电解原理及其应用没有作教学要求。而化学Ⅱ不仅对原电池原理的教学要求由化学Ⅰ的“B”提高到“C”,而且还要求了解金属的电化学腐蚀与防护,以及理解电解原理及其应用。对于化学电源和新型电池,化学Ⅰ和化学Ⅱ则都只要求有大致印象即可。

上面是对新大纲中的基本概念和原理所作的初步分析。化学Ⅰ与化学Ⅱ在教学内容和教学要求上的诸多不同,是由于它们在设课目的和学习对象上的不同所决定的。教师在教学时,应该明确教学目的,准确把握它们各自教学的深广度,区别对待,做到因材施教。

二、元素化合物知识的教学内容和教学要求

根据目前国际化学教学改革的发展趋势,如更加重视化学与社会、生活、生产、科学技术等的密切联系,更加重视化学与相关学科如环境科学、材料科学、生命科学等的相互渗透,强调化学内容的综合性,强调通过学生的亲自感受和体验等来学习化学等,新大纲在选取内容时,注意体现时代特点,增加了与现代社会有关并在现代社会中生存所必需的化学知识。例如,要求介绍碘与人体健康,酸雨、温室效应、臭氧层破坏等环境污染和环境保护的重要意义,常见的生活环境的污染和防止,C[,60]等及其应用前景,水泥、玻璃等硅酸盐工业,无机非金属材料,金属的回收和资源保护,氟氯代烷(氟利昂)对环境的影响,肥皂、合成洗涤剂,酶、食品添加剂,塑料的老化和降解,新型有机高分子材料等。同时,新大纲中还列入了如要求调查市售补钙保健品的种类、钙的存在形式和钙元素的含量;调查常用电池的种类、使用范围、性能价格比以及电池中的氧化剂和还原剂,了解回收废电池的意义和价值,以及回收家庭固体废弃物的价值等研究性课题,以使学生了解化学的重要作用和学习化学的价值。这些知识选入的面相对较宽,但教学要求大多为“A”或“B”,着眼于素质教育。

对以元素周期表为体系组块编排的无机物知识,新大纲中注意分清主次,突出重点内容。例如,Cl侧重于Cl[,2]的介绍,S侧重于SO[,2] 和浓硫酸的介绍,N侧重于NH[,3]和HNO[,3]的介绍, Si侧重于Si和SiO[,2]的介绍,等等。由于这些内容都属于高中化学的最基础的内容,因此,化学Ⅰ与化学Ⅱ的区别不大。例如,对于卤族、氧族、碳族、碱金属、金属的通性、铝及其化合物等,化学Ⅰ与化学Ⅱ的教学内容和教学要求基本都相同。对于氮族,二者的主要区别在于化学Ⅰ对磷没有作要求,而化学Ⅱ则要求了解磷。对于镁,化学Ⅰ只要求从介绍第三周期元素性质的周期性变化的角度涉及镁的性质,没有要求专题介绍镁。而化学Ⅱ则要求比较系统地掌握镁跟氧气、水、酸、二氧化碳的反应等。对于铁及其化合物的知识,化学Ⅰ主要限于单质铁,即只要求在初中化学的基础上,掌握铁与非金属、水、酸、盐的反应,对铁的化合物的知识没有作专题要求。而化学Ⅱ,还要求了解铁的氧化物和氢氧化物,理解铁盐和亚铁盐的相互转变,掌握Fe[3+]的检验。因此可以说, 化学Ⅰ对铁的有关知识的教学,主要是在义务教育初中化学的基础上进行的,而化学Ⅱ对铁及其化合物知识的教学,则主要是在氧化还原反应和离子反应等知识的基础上进行的。

除了上面谈到的内容和要求外,化学Ⅰ与化学Ⅱ最大区别在于化学Ⅱ编入了三个专题型研究课题:硫酸工业、离子的检验、化学实验方案的设计。

与以往大纲不同,除了在义务教育初中化学大纲中要求简介炼铁的化学反应原理外,新大纲尤其是化学Ⅰ的教学内容中,没有过多地涉及诸如硫酸、硝酸、合成氨、氯碱工业等内容,而只是综合性地要求学生了解金属冶炼的一般原理。就是作为侧重理科类学生学习的化学Ⅱ,也没有过多地要求介绍工业生产流程和细节,而是着意选择一些适宜的专题型研究课题,更多地侧重于以这些专题为例,探讨学习物质工业生产的一般思路和方法,培养学生独立获取知识的能力和创新精神。按照这些设想,化学Ⅱ中除了要求综合讨论合成氨的条件以及氯碱工业外,还选择了硫酸工业。从硫酸工业生产时主要需要考虑的几个问题,如化学反应原理的确定,原料与能源的合理利用,“三废”处理与环境保护,副产品的综合利用,以及从原料、水源、动力、运输、环境保护,以及市场对产品的需求及发展前景等方面的综合经济效益的讨论,培养学生学习物质工业生产的思路和方法,这比单纯从知识的角度学习几种物质的生产流程的意义要大得多。当然由于这部分内容和观念都是比较新的,而学生的基础和有关工业生产的感性知识又有限。因此,新大纲中对这部分内容的教学要求并不高,大多只要求学生对所学知识有大致印象即可。这说明对这部分内容的教学,单纯的知识教学并不是最重要的,而讨论问题的思路、方法、综合分析问题等能力的培养却是很重要的,在教学中不应忽视。

对于离子的检验专题,它本身就具有一定的归纳、总结和提高的作用,在各族元素及其化合物知识学习的基础上,要求归纳出物质检验的一般步骤,并掌握K[+]、Na[+]、NH[+][,4]、Fe[3+]、Al[3+] 等常见阳离子,以及Cl[-]、Br[-]、I[-]、SO[2-][,4]、CO[2-][,3]等常见阴离子检验的化学原理和方法。新大纲中还编入了明矾成分的检验、某些药品中氢氧化铝成分的检验、红砖中氧化铁成分的检验、几组未知物的检验等学生实验,以使所学的理论与实践相结合,要求学生通过讨论能提出实验方案,并通过亲自动手实验来确定物质中所含常见阳离子、阴离子的成分,进而能根据实验事实推断某未知物中肯定存在或肯定不存在或可能存在的离子或物质,培养学生综合运用知识的能力。

对化学实验方案的设计专题,新大纲更多地侧重在要求学生了解性质实验、制备实验和物质检验实验方案的设计上,即除了要求学生了解化学实验方案设计的基本要求外,还要求学生通过硫酸亚铁的制备等学生实验,初步学会根据指定的实验课题设计实验方案,并按照自己设计的实验方案进行实验操作,以及通过实验来分析实验方案设计的优缺点和提出改进意见,以此培养学生严谨的科学态度和科学研究能力。

对以官能团为体系组块编排的有机物知识,新大纲中化学Ⅰ与化学Ⅱ的主要区别在于化学Ⅰ侧重于对链烃及其衍生物的介绍,而化学Ⅱ还要求介绍芳香烃的衍生物。例如,化学Ⅰ只要求对苯的结构有大致印象以及掌握苯的性质,而化学Ⅱ除要求了解苯的结构和掌握苯的性质外,还要求对苯的同系物(甲苯、二甲苯)有大致印象,并了解苯的同系物的化学性质。又如,化学Ⅰ只要求对苯酚有大致印象,而化学Ⅱ则要求了解苯酚的物理性质和化学性质,以及苯酚的用途。此外,化学Ⅰ与化学Ⅱ的另一个主要区别在于化学Ⅰ不要求介绍卤代烃,而化学Ⅱ则要求了解以溴乙烷为代表的卤代烃。掌握溴乙烷的化学性质,并对氟氯烃对环境的不良作用有大致印象。在有机结构理论方面,化学Ⅱ在化学Ⅰ的基础上,还要求了解有机物实验式和分子式的确定,以及以乙醇为例,了解有机物结构式的确定,并对有机高分子化合物的结构和性质有大致印象等。此外,对取代反应、加成反应、聚合反应、消去反应、酯化反应、水解反应等,化学Ⅱ的教学要求都由化学Ⅰ的“B”提高到“C”,即在对这些反应含义的领会,以及运用这些反应来解释或解决一些简单的有机化合物的问题方面,化学Ⅱ都要高于化学Ⅰ。

三、化学基本计算的教学内容和教学要求

由于新大纲中对化学Ⅰ内容的选择,更多地侧重于对知识的定性介绍,而对定量方面的要求并不高,因此,化学Ⅰ的基本计算内容,主要就是有关物质的量的计算。在新大纲中,没有将它们单独列出,而是与物质的量有关的概念和原理一起组块编排,主要要求了解有关摩尔质量、气体摩尔体积的计算和掌握物质的量浓度(概念、加水稀释、与溶质质量分数的换算),以及物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积应用于化学方程式的计算。对其他的计算类型,如反应物中有一种过量的计算等,都没有作教学要求。但对有关混合物的计算,如果两种混合物中的某一种物质不起反应,则这类计算的实质为有关杂质的计算,这不属于新的基本计算类型,而是义务教育初中化学中有关杂质计算的深化,类似这样的计算可作教学要求。

新大纲中,化学Ⅱ的有关化学基本计算单独列出,除要求有关物质的量的计算外,还要求掌握反应物中有一种过量的计算、多步反应的计算、有关燃烧热的计算和有关有机物分子式确定的计算。在计算技能要求以及计算题的综合性和灵活性上,化学Ⅱ都较大程度地高于化学Ⅰ。

四、化学实验的教学内容和教学要求

对于实验中的演示实验,由于化学Ⅱ在晶体的类型与性质的关系、化学反应速率与化学平衡、胶体及其应用、重要氧化剂与还原剂、电解原理及其应用,以及磷、镁、铁的化合物、离子的检验、化学实验方案的设计等方面的教学内容和教学要求都要高于化学Ⅰ,因此相应地,有关这些内容的实验与活动建议也较大程度地多于化学Ⅰ。对于学生实验,新大纲中规定化学Ⅰ为21课时,化学Ⅱ为42课时,即化学Ⅱ的实验课时比化学Ⅰ增加1倍,因此, 化学Ⅱ的学生实验内容比化学Ⅰ要丰富得多。除像化学Ⅰ那样,编入了大量的性质实验和制备实验外,还编入了如硫酸铜晶体里结晶水含量的测定、中和热的测定、有机物熔点和沸点的测定等有定量要求的实验,以及几组未知物的检验等有关物质检验的实验和硫酸亚铁的制备等有设计要求的实验。在对实验技能的教学要求上,在初中化学的基础上,化学Ⅰ和化学Ⅱ都增加了研磨、配制物质的量浓度的溶液、中和滴定、焰色反应,使用指示剂等操作技能,以及烧瓶、锥形瓶、容量瓶、滴定管等仪器使用技能。化学Ⅱ还增加了分液漏斗、坩埚和干燥管等仪器的使用技能,并要求学生初步学会性质实验、制备实验和物质检验实验方案的设计,以及会对所设计的实验方案作出初步评价等。此外,大多在初中要求初步学会的使用仪器的技能和实验操作技能,在高中都提高到要求学会。

上面是对新大纲中教学内容和教学要求所作的初步分析。对这些教学内容和教学要求的准确把握,首先将取决于相应教材体系的精心设计以及内容的合理编排,使新大纲中这些块状结构的知识,在教材中能在一定程度上转化为链状结构的知识网络,并进一步体现这些知识间的内在联系,以及以实验为基础、理论与元素化合物知识、化学计算间的相互依存的关系。在教材的体系和结构基本确定后,教师的“教”将对准确把握教学内容和教学要求起决定性作用。期望广大教师共同努力,进一步明确高中化学的教学目的,准确把握新大纲的教学内容和教学要求,为提高高中化学的教学质量尽心尽力。

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